[發明專利]基于運算放大器的光感檢測電路

有效

• 申請號: 201710040665.9
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106936412B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 韓志剛;池增奇;陰智昊;肖偉華
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H03K3/3565
• 分類號: H03K3/3565;H03F3/60
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種基于運算放大器的檢測行人通過方法，其特征在于，設計光感檢測電路，包括一個光敏二極管、一個NMOS管、五個電阻、三個電容、兩個運算放大器和一個施密特觸發器；

光敏二極管的正端接輸入電壓Vin，負端接節點P1；

NMOS管的漏極接電阻R1的一端，柵極接控制信號CE，源極與襯底相接，均接地；

電阻R1的一端接節點P1，另一端接NMOS管的漏極；

電阻R2的一端接節點P2，另一端接地；

電阻R3的一端接節點P3，另一端接節點P2；

電阻R4的一端接節點P4，另一端接地；

電阻R5的一端接節點P5，另一端接節點P4；

電容C1的一端接節點P1，另一端接地；

電容C2的一端接節點P1，另一端接運算放大器A1的同相輸入端；

電容C3的一端接節點P5，另一端接節點P4；

運算放大器A1的同相輸入端接電容C2的一端，反相輸入端接節點P2，輸出端接節點P3；

運算放大器A2的同相輸入端接節點P3，反相輸入端接節點P4，輸出端接節點P5；

施密特觸發器A3的輸入端接節點P5，輸出端接輸出Vout；

電阻之間滿足R3/R2＝6/1，R5/R4＝320/1；

輸入電壓Vin為5V，光敏二極管在有無光照時壓降不同，流過光敏二極管的電流不同，僅當光敏二極管收到的光照情況發生變化時，光敏二極管上產生交流電流；耦合電容C2能濾除流過光敏二極管的直流電流，只有光敏二極管上的交流電流可以通過耦合電容C2；

電阻R1為限流電阻，防止流過光敏二極管上的電流過大而燒毀光敏二極管；

電容C1用于濾去電路噪聲；NMOS管N1的柵極受外部CE引腳控制，當CE＝1時，電路工作，當CE＝0時，電路待機；

光敏二極管上的交流電流通過耦合電容C2后，在運算放大器A1的同相輸入端產生約1mV的電壓；反之，當耦合電容C2上無電流時，運算放大器A1的同相輸入端的電壓為0V；兩級運算放大器A1和A2都是同相比例運算電路連接；

電容C3起高通濾波作用，可避免高頻振蕩，消除自激，起到相位補償的作用；

運算放大器A1和A2低功耗工作，工作時靜態電流不超過7μA；

兩級運算放大器A1和A2的放大倍數A_V1和A_V2分別為：

當運算放大器A1的輸入端為1mV時，兩級運算放大器的輸出V_P5為：

V_P5＝A_V1·A_V2·V_inA1＝7×321×1mV＝2.247V

當運算放大器A1的輸入端為0V時，兩級運算放大器的輸出V_P5為：

V_P5＝0V

經過施密特觸發器A3整形后，將施密特觸發器輸入端2V以上的電壓轉換為高電平5V，施密特觸發器輸入端為0V時，施密特觸發器輸出端也為低電平0V；根據施密特觸發器輸出端的電壓值判斷是否有行人通過：當施密特觸發器輸出端為5V時，有行人通過；施密特觸發器輸出端為0V時，沒有行人通過。